首页农学农业工程农业机械学 03 第二章 整地机械.ppt

03 第二章 整地机械.ppt

页数:45页文件大小:11.40 MB来源: 农业机械学ppt课件

本课件讲解整地作业的内容与农业技术要求,重点放在圆盘耙上,依次说明圆盘耙的类型与一般构造、球面圆盘耙片的作业过程与参数确定、耙组受力分析,以及每米工作幅宽阻力的计算方法。

整地机械一章的封面,概述整地作业内容与圆盘耙两节重点
整地作业包括耙地、平地与镇压,用以消除耕地后土垡间的大孔隙
耕地后土垡间相关内容,有很大的空间,土块较大、地表不平,尚不能进行播种作业,须进行松碎平整作业,以达到
查看本课件的文字版(共 45 页,供检索与复制)

第1页:整地机械封面

第二章整地机械第一节引言第二节圆盘耙

第2页:整地作业

整地作业包括耙地、平地和镇压。

有的地区还包括起垄和作畦。

耕地后土垡间存在着很多大孔隙。

土壤的松碎程度与地面的平整度还不能满足播种和栽植的要求。

所以必须进行整地,为作物的发芽和生长创造良好的条件。

在干旱地区用镇压器压地是抗旱保墒,保证作物丰产的重要农业技术措施之一。

第3页:耕地后土垡间

耕地后土垡间有很大的空间,土块较大、地表不平,尚不能进行播种作业,须进行松碎平整作业,以达到地表平整、上松下实的农作物栽培要求。

这项工作一般由整地机械来完成。

第4页:本章的重点

本章的重点是圆盘耙和旋耕机的类型、结构、工作原理、理论分析和基本计算。

整地机械的种类很多,根据不同作业的需要有以下几种类型:钉齿耙、圆盘耙、旋耕机、滚轧耙、镇压器等。

其中,钉齿耙目前多用于蓄力作业,圆盘耙和旋耕机机械化应用较多。

第5页:悬挂圆盘耙牵引圆盘耙

悬挂圆盘耙牵引圆盘耙

第6页:悬挂式与牵引式圆盘耙

第7页:镇压器配合联合播种机

镇压器配合联合播种机在工作

第8页:镇压器作业示意

第9页:旋耕镇压联合作业机

旋耕镇压联合作业机在工作

第10页:旋耕机系列

旋耕机系列——卧式旋耕机和立式旋耕机

第11页:圆盘耙圆盘耙始

第二节圆盘耙圆盘耙始用于40年代,是替代钉齿耙的主要机具之一,目前国内外已广泛采用,他的主要特点是:被动旋转,断草能力较强,具有一定的切土、碎土和翻土功能,功率消耗少,作业效率高,既可在已耕地作业又可在未耕地作业,工作适应性较强。

第12页:圆盘耙的类型

一、圆盘耙的类型1、按与动力的连接方式分:牵引式、悬挂式和半悬挂式。

第13页:按耙片的直径分

2、按耙片的直径分:重型耙(660mm)中型耙(560mm)轻型耙(460mm)

第14页:耙片的外缘形状分类

3、按耙片的外缘形状分全缘耙缺口耙全缘耙片易于加工制造,缺口耙片入土能力强,易于切断杂草、作物残茬等,但成本高。

第15页:耙组的配置方式

4、按耙组的配置方式分单列耙、双列耙、组合耙、偏置耙、对置耙

第16页:圆盘耙型号的表达方式

圆盘耙型号的表达方式1、型号的组成:1 B 字母——数字农机具组别号农机序列好号圆盘耙的特性耙的工作幅宽(m)

第17页:型号全称

2、型号全称:QX——轻型悬挂耙JX ——中型悬挂耙J ——中型耙Z ——重型耙例如:1BZQ——4.5 重型牵引圆盘耙

第18页:圆盘耙

二、圆盘耙的一般构造1、结构组成:耙组、耙架、牵引架、偏角调节装置等。

第19页:耙组圆盘耙组由装

1.耙组圆盘耙组由装在方轴上的若干个耙片组成。

耙片通过间管而保持一定间隔。

耙片组通过轴承和轴承支板而与耙组横梁相连接。

为了清除耙片上粘附的泥土,在横梁上装有刮土铲。

耙片一般分全缘耙片和缺口耙片两种。

缺口耙片在耙片外缘有6-12个三角形、梯形或半圆形缺口。

第20页:角度调节器

3.角度调节器用于调节圆盘耙的偏角,以适应不同耙深的需要。

角度调节器的型式有丝杠式、齿板式、液压式、插销式等。

丝杠式用于部分重耙上。

这种型式结构复杂,但工作可靠。

齿板式在轻耙上使用,调节比较方便,但杆体容易变形,影响角度调节。

插销式结构简单,工作可靠,调整时,将耙升起,拨出锁定销,推动耕组横梁使其绕转轴旋转,到合适的位置时,把锁定销插入定位孔定位,一般在中耙与轻耙上采用。

第21页:球面圆盘耙片的工作分析和参数确定

三、球面圆盘耙片的工作分析和参数确定(一)圆盘耙片作业过程⑴耙片在空间的位置对土壤作用的影响:以地面为作业面,圆盘回转平面与地面垂直为基本工作条件,则有下列几种作用效果:Vmα=00时,只有滚动没有拖动,能切断杂草和土块,但无翻土能力,且难以达到预定的耙深。

第22页:α=900时

α=900时,耙片只有拖动没有滚动,有强烈的翻土能力,但断草能力几乎为零,且很容易造成土壤堆积和堵塞现象。

Vm90o

第23页:耙片滚动与拖动并存

0<α<900时,既有滚动又有拖动,是整地过程所需要的工作状态。

Vmα⑵工作过程:耙地机组在牵引动力的作用下,圆盘耙片受重力和土壤反力的作用边滚动边切入土壤并达到预定耙深,由于耙片偏角的作用,耙组同时完成了切割土壤,切断杂草和翻扣的工作。

第24页:圆盘耙片的结构参数和基本计算

  • (二)圆盘耙片的结构参数和基本计算
  • 1、耙片直径:D = k amax式中:k—经验系数,4 ~ 6amax—最大设计耙深cm
  • 2、圆盘球面半径:R=D/2sinψ式中:ψ—扇形半角,21~270

第25页:耙片厚度的确定

3、耙片厚度选择时要充分考虑直径的大小、工作负荷等因素,一般用下式来确定圆盘厚度的大小。

δ=(0.008 ~0.012)D重耙:δ=5mm中耙:δ=4mm轻耙:δ=3.5mm

第26页:耙片轴向安装间距b的确定耙片间距

4、耙片轴向安装间距b的确定耙片间距对圆盘耙设计安装和使用耙组、保证其正常工作是非常重要的。

轴向间距的大小直接影响耙组在耕作横断面内的对土壤加工和处理的程度、碎土质量。

间距太小易造成土壤堵塞,太大易产生漏耙。

要解决好这一矛盾,耙片轴向安装间距的合理选择是至关重要的。

第27页:在横断面内的耙片

在横断面内的耙片对土壤的影响区域形状如下:圆盘耙片在工作时,从其横断面看上去为一椭圆形,由于b的存在,相邻两圆盘加工后的土壤横断面中间有一凸起高度h,当h=a时表示有严重的漏耙现象发生,而h=0又是不可能的,所以,要求h≤a。

因此,b的确定对凸起高度h的大小有直接的影响,必须找出b与h的函数关系,以便保证既不漏耙又不堵塞正确合理的耙片轴向安装间距。

第28页:由图所知

由图所知:b=DhtgαDh——耙片盘面在凸起高度处的耙片玄长,Dh=?

,其大小可通过沿耙片轴向的投影辅助图获得。

第29页:耙片参数的几何关系

hAFBCDhD∵△ABC∽△ACF∴=∴h(D-h)=Dh2/4,∴Dh=2√h(D-h)又∵b = Dh tgα∴b =2√h(D-h)tgα

第30页:∴b =2√h

∴b =2√h(D-h)tgα注意:该公式只是一定性分析式,它只是说明了b与h函数关系,并没有进行量化处理,我们做如下处理:设:hmax≤a / 2,D = k amax=(4~6)amax,取平均值k = 5,α= 140 ~ 230,取α= 200,a=180mm,D=460mm,h=a/2=180/2=90mm,则有:b=132mm。

第31页:b=132mm可以吗

b=132mm可以吗?

第32页:漏耙与堵塞的矛盾

该值从理论上满足了圆盘耙不产生漏耙的要求,按照这样一个参数进行耙片安装在实践中如何呢?

通过田间试验表明,由不产生漏耙所确定的b值过小,极易发生堵塞现象。

通过田间试验表明,由不产生漏耙所确定的b值过小,极易发生堵塞现象。

在同样结构参数条件下,不产生泥土和杂草堵塞的经验b 值为:b≥(1.5~2)a

第33页:如果该经验公式

如果该经验公式与前面我们已经求得的不产生漏耙现象的耙片最大轴项安装间距:b =2√h(D-h)tgα等价的话,这是我们最希望出现的结果,这使得理论与实践获得了统一。

事实并非如此,将已知量a=180mm经验公式,取系数为1.5得:b≥1.5×180≥270mm。

第34页:验证结果

验证结果表明,不产生漏耙的条件与不产生堵塞的条件不能同时满足,既出现了二种结果:b≤2 tgα不漏耙ab≥(1.5~2)a不堵塞这是农机具设计和使用中常出现的矛盾!

第35页:解决漏耙堵塞的措施

  • 问题:措施:
  • 1、如何解决这一矛盾?
  • 2、用取中间值的办法?
  • 1、首先以不产生堵塞的条件b≥(1.5~2)a确定圆盘耙片的轴向安装间距,保证耙组能入土工作。
  • 2、然后采取配置相互交错排列的前后2列耙组,前耙组产生的漏耙由后列耙组进行处理,保证整台机组既不漏耙又不堵塞。

第36页:双列耙的应用结论

措施:结论:通常在生产实际过程中所应用的圆盘耙均为双列耙。

第37页:圆盘耙的受力分析

四、圆盘耙的受力分析(一)耙组的受力分析圆盘耙工作时,作用在耙组上的外力除重力(作用在耙组的重心)以外,还有土壤对每个耙片的阻力。

在一般情况下,可以认为土壤阻力集中作用于耙组的中间耙片上。

作用在球面圆盘工作面和刃口上的土壤单元阻力,不可能合成单一的合力。

但是可以简化成在空间互不相交的两个力。

如图2-120所示,阻力R的作用线位于圆盘刃口平面内,与水平面成角ψ,并可近似地认为通过圆盘中心。

第38页:圆盘耙阻力的分解

如图2-121所示,阻力R可以在x’Oz面内分解为Rz和Rx′,后者位于水平面xOy内。

将阻力N简化至圆盘轴心O,则Rx′和N′可以合成Rxy。

该力又可沿机组前进方向和侧向被分解为Rx和Ry。

阻力N经过简化以后得到一附加力偶MN。

这样,作用于耙组上的土壤阻力R和N即被分解为Rx、Ry和Rz三个分力和一个力偶。

分阻力Ry、Rz与Rx的关系为Ry=ctg(α+φ)Rx

第39页:圆盘耙的受力平衡

(二)圆盘耙在水平面内的受力平衡对置圆盘耙(图2-122)在工作中,前列两个耙组的合阻力R1和R2大小相等,后列两个耙组的合阻力R3和R4大小也相等,它们的方向均对称于牵引线。

前后两列耙组在前进方向的总阻力Rx=R12+R34,与拖拉机牵引力Px相平衡

第40页:偏置圆盘耙受力分析

如图2-123所示,偏置圆盘耙工作时,其前后两列耙组在水平面内分别受着土壤阻力R1和R2的作用。

该二力的作用线在H点相交。

在平衡状态下,牵引力的作用线也必须通过H点,而且与R1和R2的合力Rx相平衡。

当R1=R2时,它们的合力Rx的作用线方向与机组前进方向平行。

因此牵引点应位于通过H点而与前进方向平行的F0点上。

第41页:偏置圆盘耙受力平衡

第42页:圆盘耙受力分析图

第43页:圆盘耙牵引线配置

第44页:圆盘耙的阻力

五、圆盘耙的阻力圆盘耙的阻力以每米工作幅宽的阻力来计算K=R/B (kg/m)式中K-圆盘耙的单位阻力,公斤/米R-圆盘耙的牵引阻力,公斤B-圆盘耙的工作幅宽,米

第45页:圆盘耙的阻力

圆盘耙的阻力与土壤性质、土壤湿度、耙深、偏角和耙片的技术状态有关。

因此,作业时应保证耙片有良好的技术状态,偏角调整合适并适时耙地,以减少牵引阻力。

据试验资料,K值范围为重型圆盘耙K=600-800中型圆盘耙K=300-500轻型圆盘耙K=250-300

顶部目录